1, Comparaison des caractéristiques techniques: vitesse d'équilibrage et complexité
Interface SPI: un "expert fileté unique" pour la transmission de vitesse élevée -
SPI adopte une architecture à quatre fils (SCLK, MOSI, MISO, CS) pour obtenir une transmission de données synchrones grâce à une communication duplex complète. Ses avantages principaux résident:
Vitesse de transmission: La vitesse théorique peut atteindre des dizaines de MBP, dépassant de loin la limite supérieure de 1 Mbps de I2C. Prenant l'écran du code du segment d'interface SPI de Yangrun Electronics à titre d'exemple, sa puce de pilote prend en charge une fréquence d'horloge maximale de 10 MHz, qui peut répondre aux exigences d'affichage des données de temps réelles - de l'équipement médical.
Support multi-esclaves: plusieurs dispositifs d'esclaves peuvent être étendus grâce à des signaux de sélection de puces indépendants (CS). La puce de commutation ADGS1412 d'ADI adopte le mode de la chaîne de marguerites, ne nécessitant que 4 GPIO pour contrôler 8 commutateurs à quatre canaux, réduisant considérablement l'occupation de l'espace PCB.
Flexibilité de synchronisation: prend en charge la combinaison des modes CPOL / CPHA quatre, qui peuvent s'adapter aux exigences de synchronisation des différents fabricants. Par exemple, un certain projet d'instruments automobiles atteint une communication stable avec MCU via le mode SPI 1 (CPOL =0, CPHA =1).
Cependant, SPI a une complexité matérielle élevée, et l'architecture des quatre fils nécessite une attention à l'intégrité du signal pendant le câblage PCB, en particulier dans les scénarios de fréquence élevés - où il est sensible à l'interférence électromagnétique.
Interface I2C: le "maître de bus" de la conception minimaliste
I2C ne nécessite que deux fils (SDA, SCL) pour obtenir une communication multi-maître et multi-esclaves, et ses points forts techniques incluent:
Simplicité matérielle: le partage de bus est réalisé via des résistances Pull -. Un certain projet de compteur intelligent utilise un module LCD1602 d'interface I2C, qui ne nécessite que 2 GPIO pour piloter l'affichage, ce qui permet d'économiser jusqu'à 75%.
Adresse configurable: l'adresse de l'appareil peut être configurée via des cavaliers matériels ou des logiciels, et prend en charge le montage de plusieurs modules d'affichage dans le même bus. La puce de pilote VKL060 prend en charge des adresses variables allant de 0x20 à 0x27, ce qui le rend pratique pour l'expansion du système.
Caractéristiques de faible consommation d'énergie: le courant de travail n'a besoin que du niveau de microampère. Après qu'un certain moniteur médical adopte l'écran du code du segment I2C, la consommation d'énergie de secours de l'ensemble de la machine est réduite de 40%, qui répond à la norme de sécurité médicale de la CEI 60601.
Cependant, le taux de transmission de I2C est limité par la capacité de bus, avec le mode standard seulement 100 kbps et le mode rapide jusqu'à 400 Kbps, ce qui limite ses performances dans des scénarios qui nécessitent un rafraîchissement élevé de vitesse -, tels que les affichages du graphique dynamique.
2, Scénario de demande Arbre de décision: correspondance précise des exigences aux interfaces
Prioriser les cinq principaux scénarios de SPI
Exigence de rafraîchissement à grande vitesse: Par exemple, le tachymètre sur le tableau de bord de la voiture doit être mis à jour au moins 50 fois par seconde pour un affichage de temps réel -.
Environnement d'interférence électromagnétique fort: le bruit généré par le convertisseur de fréquence à l'intérieur de l'armoire de commande industrielle peut interférer avec le bus I2C, tandis que la transmission différentielle du signal de SPI est plus résistante aux interférences.
Exigences d'extension multi-appareils: un certain projet d'instruments de test nécessite un contrôle simultané des écrans de code à 8 segments. En utilisant le mode de chaîne SPI Daisy, seulement 7 GPIO sont nécessaires, économisant 50% des ressources PIN par rapport au schéma I2C.
Solution MCU à faible coût: lorsque le MCU n'a pas de contrôleur I2C matériel, SPI peut être implémenté par la simulation logicielle et la complexité d'implémentation logicielle de I2C est nettement plus élevée.
Transmission longue distance: les lignes de signal SPI peuvent être étendues à plus de 10 mètres grâce à des puces de conversion différentielles pour répondre aux besoins d'affichage distribués des grands équipements.
Prioriser les cinq principaux scénarios de I2C
Système de consommation d'alimentation ultra faible: les dispositifs portables alimentés par des batteries (tels que les thermomètres infrarouges portables) doivent contrôler la consommation d'énergie d'affichage à des milliwatts.
Conception limitée de l'espace: la zone PCB interne des appareils portables intelligents n'est que quelques centimètres carrés, et l'architecture de fil - de I2C peut économiser un espace précieux.
Collaboration multi-capteurs: lorsque le système doit connecter simultanément les périphériques I2C tels que les capteurs de température et les accéléromètres, le partage d'un bus peut simplifier la conception. Un projet d'écran de contrôle domestique intelligent intègre des écrans de code de segment, des capteurs d'éclairage ambiant et des puces tactiles via le bus I2C, réduisant les coûts de BOM de 30%.
Exigences de la fiche chaude: le bus I2C prend en charge le branchement des appareils en ligne et convient aux systèmes HMI industriels qui nécessitent une configuration dynamique.
Compatibilité du protocole standardisé: Lorsque le système doit se conformer aux protocoles dérivés tels que SMBUS et PMBUS, I2C est la seule option.
3, Pratique de l'industrie: Sélection de la route technologique des meilleurs fabricants
Yangrun Electronics: "Dual Track Strategy" de SPI et I2C
En tant qu'entreprise de premier plan dans le champ d'affichage industriel d'ici 2025, Yangrun Electronics adopte une architecture modulaire dans la conception des interfaces d'écran de code de segment
Produit standard: fournit des options d'interface double SPI / I2C pour répondre aux différents besoins des clients via la commutation du cavalier. Son dernier module HY - LCD6402 intègre les contrôleurs SPI et I2C, permettant aux utilisateurs de choisir dynamiquement selon leurs scénarios réels.
Solution personnalisée: développez un module de passerelle qui prend en charge la conversion de Bus to SPI pour le champ électronique automobile, en réalisant une intégration transparente entre l'ECU intégré et l'écran de code segment; Dans le domaine de l'équipement médical, une puce de pont pour la conversion I2C à l'interface parallèle a été lancée pour résoudre le problème de compatibilité entre les écrans de code de segment parallèle traditionnels et les MCD de puissance moderne -.
ADI Corporation: Optimisation profonde de l'écologie SPI
ADI étend en outre les limites d'application de SPI via la technologie de commutation analogique:
Schéma de multiplexage: le commutateur ADG1607 à quatre canaux peut étendre un seul hôte SPI à quatre dispositifs esclaves, ce qui permet d'économiser 75% de ressources GPIO par rapport aux schémas traditionnels.
Optimisation de la chaîne de chrysanthemum: Dans un certain projet d'onduleur photovoltaïque, le contrôle en cascade des écrans de code à 16 segments a été obtenu via ADGS1412, et l'intégrité du signal a été maintenue même lorsque la longueur du bus a atteint 5 mètres.
Microélectronique Yongjia: la poursuite ultime de la faible consommation d'énergie I2C
La puce de pilote VKL060 atteint la consommation d'énergie de niveau Microampere à travers les technologies suivantes:
Réglage du biais dynamique: ajustez automatiquement la tension de conduite COM / SEG en fonction du contenu de l'affichage, avec une consommation électrique de seulement 0,5 μ A pendant l'affichage statique.
Mode de sommeil intelligent: Lorsqu'aucune mise à jour de données n'est détectée, elle pénètre automatiquement dans un état de sommeil profond avec un temps de sillage - de moins de 100 μs.
Construit en oscillateur: élimine le besoin d'oscillateurs en cristal externes, réduisant davantage la consommation d'énergie du système.
